二氧化碳的固定和轉化是科學家研究的重要課題．
（1）以CO₂和H₂為原料合成乙烯，反應過程分兩步進行，能量變化示意圖如圖1（實線部分）：

寫出CO₂加氫合成乙烯的熱化學方程式

CO₂（g）+3H₂（g）?

1

2

C₂H₄（g）+2H₂O（g） ΔH=（a-b+d-e）kJ?mol^-1

CO₂（g）+3H₂（g）?

1

2

C₂H₄（g）+2H₂O（g） ΔH=（a-b+d-e）kJ?mol^-1

（反應熱選用字母表示）．
（2）研究表明，CO和H₂在催化劑的作用下發生如下兩個反應：
Ⅰ.2CO（g）+4H₂（g）?C₂H₄（g）+2H₂O（g）
Ⅱ.3CO（s）+6H₂（g）?C₃H₆（g）+3H₂O（g）
反應Ⅱ的能量變化如圖虛線所示．已知：C₂H₄的選擇性=

生成乙烯物質的量

×

2

所有反應消耗

CO

物質的量

×100%，回答下列問題：
①某科研團隊在相同條件（溫度、壓強、投料比等均一樣），經過相同反應時間（未達平衡），測得如表數據：

催化劑	CO轉化率（%）	乙烯選擇性（%）
甲	40	60
乙	52	56
丙	63	40

上述反應條件下，選擇催化劑

乙

乙

時，乙烯的產率最大．
②團隊選用某催化劑，在壓強、投料比，反應時間等其他條件不變的情況下，測得CO轉化率隨溫度的變化如圖2所示．

得出T₁為工作溫度的結論，其原因是：

催化劑的催化活性最強

催化劑的催化活性最強

．D點為對應溫度下轉化率最高點，分析DE段轉化率下降的原因：

D點之后，反應達到平衡了，由于兩個反應都是放熱的，所以溫度上升，CO轉化率下降

D點之后，反應達到平衡了，由于兩個反應都是放熱的，所以溫度上升，CO轉化率下降

．
③進一步研究表明，溫度為  T₁℃，CO：H₂為1：2的條件，當反應達到平衡時，測得壓強為P，CO的轉化率為70%，C₂H₄的平衡選擇性為

4

7

．則H₂的轉化率為：

70%

70%

，反應Ⅰ的壓強平衡常數表達式K_p=

（

2

p

19

）

×

（

7

p

19

）

2

（

3

p

19

）

2

×

（

6

p

19

）

4

（

2

p

19

）

×

（

7

p

19

）

2

（

3

p

19

）

2

×

（

6

p

19

）

4

．
（3）進一步研究表明，可以通過電化學方法由CO制備乙烯，如圖3a、b均為陰極的示意圖，圖4為生成乙烯的法拉第效率（描述電能利用率的量）與電壓的曲線：

你覺得選用裝置

a

a

更合適，寫出其電極反應式：

2CO+8e^-+6H₂O=C₂H₄+8OH^-

2CO+8e^-+6H₂O=C₂H₄+8OH^-

．